基于GIS和AHP技術(shù)的線性開(kāi)敞空間布局選址
——以廣東省健身步道布局選址為例

李深秀

（廣東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，廣東廣州 510000）

線性開(kāi)敞空間是從開(kāi)放空間的線性形態(tài)特征角度而定義的，結(jié)合廣東省實(shí)際情況，主要包括綠道、古驛道、碧道、健身步道等多種開(kāi)敞空間。線性開(kāi)敞空間承載著豐富的自然資源要素和歷史文化信息，具有典型的資源稀缺性和不可再生性[1]。因此，線性開(kāi)敞空間布局規(guī)劃需系統(tǒng)構(gòu)建選址模型，綜合考慮自然資源、歷史人文、外部開(kāi)源數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，明確適宜性評(píng)價(jià)要素及相關(guān)評(píng)價(jià)因子，在保證資源可持續(xù)利用、保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)完整性和滿足人類其他社會(huì)心理需求基礎(chǔ)上[2]實(shí)現(xiàn)線性開(kāi)敞空間的布局選址。

健身步道是承載全民健身及群眾體育活動(dòng)的慢行線性空間集合，包含所有可以進(jìn)行健走、緩跑、騎行、登山、徒步等運(yùn)動(dòng)的空間載體，分布將從城市延伸至鄉(xiāng)村、自然郊野。相較綠道、碧道及古驛道等線性空間規(guī)劃，健身步道更聚焦戶外健身活動(dòng)，空間分布和載體更為豐富，不僅僅布局于自然區(qū)域，也要和人群活動(dòng)及分布緊密結(jié)合，方便全民健身活動(dòng)。本文選擇健身步道作為研究案例，充分探索GIS和AHP技術(shù)在該類線性開(kāi)敞空間的應(yīng)用，通過(guò)健身步道適宜性評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)“多道融合”。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理

本文研究數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)獲取的廣東省數(shù)字高程（DEM）、《廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒》、第七次體育場(chǎng)地普查數(shù)據(jù)、政府平臺(tái)公布數(shù)據(jù)、基于兩步路等APP獲取的人群活動(dòng)軌跡熱力數(shù)據(jù)及其他相關(guān)資料。基于ArcGis軟件，對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行矢量化及轉(zhuǎn)換，將所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一地理坐標(biāo)系為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（CGCS2000），“高斯-克呂格”投影，1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

1.2 適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建及技術(shù)流程

本文基于“突出全民屬性、緊扣體育活動(dòng)、結(jié)合山水景觀、串聯(lián)特色資源、實(shí)現(xiàn)多道融合”的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合廣東省資源本底和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，采用AHP法構(gòu)建健身步道選址適宜性評(píng)價(jià)體系，共包括17個(gè)指標(biāo)（見(jiàn)圖1）。

圖1 健身步道選址空間適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.3 要素選取

根據(jù)國(guó)家《百萬(wàn)公里健身步道工程實(shí)施方案》，健身步道需結(jié)合城市公交系統(tǒng)建設(shè)、公共空間體系建設(shè)、歷史遺存活化利用，串聯(lián)戶外營(yíng)地、特色小鎮(zhèn)、美麗鄉(xiāng)村、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)莊園等，構(gòu)建成環(huán)成網(wǎng)完整體系，促進(jìn)全民健身活動(dòng)廣泛開(kāi)展。適宜性評(píng)價(jià)根據(jù)健身步道選線相關(guān)要求，結(jié)合廣東省“一核、一帶、一區(qū)”的區(qū)域格局，豐富的生態(tài)景觀資源和歷史文化遺存，以及現(xiàn)有良好的戶外活動(dòng)基礎(chǔ)和線性空間支撐，形成五大評(píng)價(jià)要素及17個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。以此進(jìn)行全省的線性空間適宜性評(píng)價(jià)，尋找適宜健身步道建設(shè)的區(qū)域。

（1）步道布局要充分反映人群分布，注重可達(dá)性，方便人群日常使用。本文將廣東省21個(gè)地級(jí)市總體規(guī)劃人口與規(guī)劃居住用地結(jié)合，明確規(guī)劃人口密度空間分布。同時(shí)結(jié)合人群活動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，在評(píng)價(jià)體系中加入公共交通站點(diǎn)（地鐵站、公交站等），確保健身步道分布貼近人群，有較好的可達(dá)性，且符合人群活動(dòng)熱力分布特征。（2）步道布局要與全民健身活動(dòng)及設(shè)施結(jié)合，促進(jìn)全民健身活動(dòng)的開(kāi)展。本文考慮了省級(jí)以上40余項(xiàng)全民健身賽事線路、規(guī)劃體育設(shè)施用地、各類體育設(shè)施點(diǎn)，確保健身步道與之有良好連接，促進(jìn)全民健身活動(dòng)開(kāi)展。（3）步道布局要融入自然山水景觀。本文將重要的山體和水系納入布局考量，同時(shí)將森林公園、濕地公園、自然保護(hù)區(qū)、城市公園、廣場(chǎng)等生態(tài)稟賦、自然景觀突出的區(qū)域納入評(píng)價(jià)體系，確保健身活動(dòng)與自然景觀緊密結(jié)合。（4）步道布局要串聯(lián)特色資源，凸出文化、休閑屬性。健身步道一方面要將全省歷史文化資源，包括歷史文化名城、名鎮(zhèn)名村（傳統(tǒng)村落）以及城市文化設(shè)施串聯(lián)起來(lái)，充分凸顯文體結(jié)合，賦予步道文化氛圍。另一方面也要考慮特色小鎮(zhèn)、美麗鄉(xiāng)村等，依托步道實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)融合，推動(dòng)鄉(xiāng)村振興。（5）步道布局要充分利用現(xiàn)有線性基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)共建共享，快速成型。本文將綠道、古驛道、碧道、風(fēng)景道（廣東省最美公路）等作為重要評(píng)價(jià)要素，并將廣東省現(xiàn)狀公路網(wǎng)納入考量，確保步道能夠快速建成，形成效益。

1.4 指標(biāo)權(quán)重的確定及可視化

五大評(píng)價(jià)要素及17項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)相互之間有著緊密的聯(lián)系，共同影響著健身步道選址的布局合理性、建設(shè)可實(shí)施性。通過(guò)專家打分法構(gòu)建判斷矩陣，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)重要性，在各層間創(chuàng)建指標(biāo)對(duì)比的兩兩判斷矩陣，然后檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性，確保在兩兩比較過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)偏差[3]。本文判斷矩陣的最大特征值λmax=17.809 7，矩陣偏離一致性指標(biāo)CI=（λmax-n）/（n-1）=0.050 6，本研究為17階矩陣，查閱平均隨機(jī)一致性指標(biāo)得到RI=1.60，代入求得隨機(jī)一致性比率CR=CI/RI=0.031 5＜0.1，判斷矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)。最后利用軟件YAAHP計(jì)算得到準(zhǔn)則層和目標(biāo)層的權(quán)重值（見(jiàn)表1）。

表1 健身步道適宜性要素評(píng)價(jià)權(quán)重表

通過(guò)AHP得到各因子權(quán)重后，利用GIS軟件做出各個(gè)指標(biāo)的分析，將其柵格化處理后再根據(jù)各自權(quán)重進(jìn)行加權(quán)計(jì)算[4]。因不同評(píng)價(jià)因子的特點(diǎn)，將每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分為不同的適宜性等級(jí)并賦值，分值越高，表示適宜性更強(qiáng)。空間分析方法包括歐式距離分析、緩沖區(qū)分析、歸一化指標(biāo)重分類等[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 空間適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

按照構(gòu)建的評(píng)價(jià)體系對(duì)現(xiàn)有線性空間底圖進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示：珠三角區(qū)域山、水、城結(jié)合緊密，人群分布延綿，健身步道建設(shè)適宜區(qū)面積大。各城市間行政區(qū)劃弱化，可突破行政區(qū)劃的桎梏，形成跨越行政邊界密集的健身步道網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)圖2）。粵東西北地區(qū)建設(shè)適宜區(qū)主要集中在城鎮(zhèn)建成區(qū)內(nèi)部，符合人群活動(dòng)軌跡。另結(jié)合外圍自然景觀及豐富的歷史人文資源，可形成以中心城區(qū)/縣城為節(jié)點(diǎn)，外圍串聯(lián)特色資源形成熱門(mén)線路的健身步道體系。結(jié)合南嶺主脈、大江大河、風(fēng)景公路將形成多條區(qū)域騎行道或長(zhǎng)距離徒步線路，串聯(lián)一核一帶一區(qū)，成為全省特色步道。

圖2 廣佛肇適宜性評(píng)價(jià)分析

2.2 健身步道選線總體布局

結(jié)合健身步道適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，明確選線布局思路（圖3）：健身步道進(jìn)行分級(jí)分類，健走（緩跑）道、騎行道、登山（徒步）道相結(jié)合，形成“區(qū)域+城鎮(zhèn)”的全域健身步道系統(tǒng)，以滿足城市日常休閑鍛煉和郊野長(zhǎng)距健體活動(dòng)需要。

圖3 健身步道布局模式

基于健身步道的特點(diǎn)，結(jié)合各地級(jí)市指標(biāo)里程、規(guī)劃情況、實(shí)際建設(shè)情況等進(jìn)行綜合分析，形成廣東省健身步道“一核集聚，三片組群，多廊串聯(lián)”的總體布局。珠三角區(qū)域依托密集河涌和綠道慢行系統(tǒng)，密布成網(wǎng)，兩翼延伸，深度融合；粵東及粵西健身步道布局沿海展開(kāi)，溯江而上，串聯(lián)城市和鄉(xiāng)村，成為發(fā)展觸媒；粵北區(qū)域依托南嶺主脈，結(jié)合名山大川布局健身步道，魚(yú)骨延伸，融生態(tài)游憩與全民健身于一體。

以廣州市為例，以珠江-增江-流溪河為主脈，樹(shù)狀河涌為支脈，沿線布置騎行健身步道串聯(lián)生態(tài)景觀和城市功能組團(tuán)，形成連山通海的大格局。中部重點(diǎn)打造白云-帽峰山登山活動(dòng)集聚區(qū)以及珠江沿線健走活動(dòng)集聚區(qū)。主城區(qū)內(nèi)布置南北向健走步道廊道，連接云山珠水（見(jiàn)圖4）。

圖4 廣州市健身步道選線布局

3 結(jié)語(yǔ)

本文以廣東省健身步道為研究對(duì)象，綜合考慮歷史人文、自然生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多方面因素，選取了17個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用專家打分法、AHP及GIS進(jìn)行線性選址適宜性評(píng)價(jià)，提高了效率，其結(jié)果也具有一定的科學(xué)性。健身步道適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果一方面為健身步道的空間布局提供了基礎(chǔ)，另一方面也對(duì)地級(jí)市層級(jí)專項(xiàng)規(guī)劃編制有一定參考價(jià)值。

目前線性開(kāi)敞空間選址的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系仍處于探索階段，不同評(píng)價(jià)尺度、區(qū)域的地形地貌、氣候、城市特點(diǎn)、現(xiàn)狀線性設(shè)施建設(shè)情況等都不盡相同，所以評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取也有差異，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系沒(méi)有形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。本文的健身步道選址空間適宜性評(píng)價(jià)體系存在著一定的欠缺和遺漏；此外，數(shù)據(jù)的獲取也存在諸多制約，比如數(shù)據(jù)的精確度、完整性等，在利用DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析存在一定的誤差；采用專家打分法和層次分析法，對(duì)指標(biāo)的適宜性分級(jí)以及賦予對(duì)應(yīng)的分值仍具有一定的主觀成分，所以對(duì)適宜性評(píng)價(jià)的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，這些都是未來(lái)繼續(xù)完善和研究的方向。